CN106125692A - 一种通用工业生产信息采集系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用工业生产信息采集系统及方法，所述系统包括多个进出料条码扫码枪模块、多个控制节点模块和一个数据服务器模块，所述进出料条码扫码枪模块，用于实时扫描加工机器进料口、出料口内原料上的条码并上传至控制节点模块，所述控制节点模块用于接收进出料条码扫码枪模块上传的条码信息、并实时收集与其连接的加工机器的加工参数，生成时间戳，上传上述信息至数据服务器模块以及进行节点控制，所述数据服务器模块用于收集、存储各控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询。本发明将所有的信息汇总至一台或多台数据服务器，实现了远程监视生产线上各个节点的工作状态和负荷的需要。

Description

一种通用工业生产信息采集系统及方法
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，特别涉及一种通用工业生产信息采集系统及方法。
背景技术
在信息化的时代，国内外许多传统制造企业都致力于对生产流程的数字化和网络化的改造，以实现以下几个目标：
A可远程监视生产线上各个节点的工作状态与负荷；
B由成品可追踪其加工原材料的来源；
C由成品可回溯得到各个加工节点的加工历史信息；
传统的制造生产线无法完成这些任务，因为这些生产线内充斥着大量旧式的、非网络化的加工机器，而这些加工机器是没办法直接组建网络化的生产线的。要实现这几个目标，有两种解决方案：一种是采购新式的网络化的加工机器，组建新的网络化的生产线；另一种是采用一种通用设备进行网络化改造。采购新式的网络化的加工机器相当于将原有的生产设备全部换新，随着现代工业生产规模的不断扩大，往往要投入巨大的成本以及人力物力，而采用一种通用设备进行网络化改造，则大大节约了企业成本，并且可以避免造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种通用工业生产信息采集系统，该系统可将加工机器的加工参数、进出料编号和采集时间等信息数字化，从而实现传统制造业生产线的数字化和网络化改造。
本发明的另一目的在于提供一种通用工业生产信息采集方法。
本发明的目的可以通过如下技术方案实现：
一种通用工业生产信息采集系统，包括多个进出料条码扫码枪模块、多个控制节点模块以及一个数据服务器模块，每个进出料条码扫码枪模块对应一个控制节点模块，所述多个控制节点模块均与数据服务器模块连接；所述进出料条码扫码枪模块，用于实时扫描加工机器进料口、出料口内原料上的条码并将扫描获取的条码信息上传至控制节点模块，所述控制节点模块用于接收进出料条码扫码枪模块上传的条码信息、并实时收集与其连接的加工机器的加工参数，生成时间戳，上传收集到的条码信息、加工机器的加工参数和生成的时间戳至数据服务器模块，所述数据服务器模块用于收集、存储各控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询，数据服务器模块与各控制节点模块的通信是并发且独立的，各个控制节点模块在同时通信时保证不相互干扰，数据服务器模块对控制节点模块上传数据没有顺序要求，能够根据上传数据的时间戳保证数据的有序可靠。
优选地，所述进出料条码扫码枪模块包括进料口条码扫码枪和出料口条码扫码枪，所述进料口条码扫码枪和出料口条码扫码枪分别固定于进料口处和出料口处，并同时与同一个控制节点模块连接，控制节点模块通过判断输入的条码信息来源于进料口条码扫码枪还是出料口条码扫码枪来判断条码信息属于进口物料或出口物料。
优选地，所述控制节点模块的控制器可采用PC架构计算机或嵌入式系统卡。
优选地，所述数据服务器模块基于本身保存的数据所生成的数据报表及查询功能可根据使用者的需要灵活定制。
优选地，所述控制节点模块具有节点控制的功能，能够控制与其连接的加工机器对加工参数的采集行为，并能够改变上传信息至数据服务器模块的频率。
本发明的另一目的可以通过如下技术方案实现：
一种通用工业生产信息采集方法，所述方法包括以下步骤：
1)在生产原料进入第一个加工节点前将贴附式条码直接贴于原料盒上，该条码唯一对应了该加工原料，称为原料的ID；
2)在生产原料或半成品进入或离开每个加工节点时，进出料条码扫码枪模块自动扫描获取原料的ID，并实时上传至控制节点模块，控制节点模块接收并存储原料的ID信息；
3)每当有生产原料或半成品进入某个加工节点时，该加工节点对应的控制节点模块获取加工机器当前的加工参数，并生成时间戳；
4)每个控制节点模块以设定的频率上传收集到的机器加工参数、进出料编号和生成的时间戳至数据服务器模块，所述设定频率的范围为1秒/次至1小时/次；
5)数据服务器模块接收并存储各个控制节点模块上传的数据，并在需要时提供信息报表查看以及原料来源查询、加工历史信息查询。
优选地，步骤1)中，所述贴附式条码需要张贴至同一位置，以便于在步骤2)中进出料条码扫码枪模块自动扫描条码。
优选地，步骤3)中，所述控制节点模块可通过三种方式获取加工机器当前的加工参数：
A对于开放数据接口的加工机器，所述控制节点模块通过调用数据接口方式获取当前加工参数；
B对于不开放数据接口的加工机器，所述控制节点模块通过读取加工机器缓存文件方式获取当前加工参数；
C对于不开放数据接口且无法读取缓存文件的加工机器，所述控制节点模块通过控制摄像头拍摄加工机器屏幕将该图片所示的加工信息作为获取的加工参数。
优选地，步骤4)中，所述控制节点模块向数据服务器模块上传数据的频率通过控制节点模块的输入设备进行设置。
优选地，步骤4)中，所述控制节点模块向数据服务器模块上传数据由各个控制节点模块主动发起，完成数据上传任务之后即断开数据通信。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明将所有的信息汇总至一台或多台数据服务器，可实现远程监视生产线上各个节点的工作状态和负荷的需要。
本发明将PC架构计算机或嵌入式系统卡控制器作为各个节点的控制单元，易于进行升级，并可连接多种外部输入、输出设备。
本发明通过将各个节点收集的信息上传至数据服务器实现对信息的汇总。
本发明是通用型的，并易于进行定制化，所以适用于绝大多数加工机器和生产流程。
本发明采用自动化的收集方式，简单快速，适合大规模的生产场景与生产流程。
附图说明
图1为本发明的含有单个加工机器的一种通用工业生产信息采集系统硬件连接框图。
图2为本发明的含有多个加工机器的一种通用工业生产信息采集系统硬件连接框图。
图3为本发明的信息流走向图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
本实施例提供了一种通用工业生产信息采集系统，包括多个进出料条码扫码枪模块、多个控制节点模块以及一个数据服务器模块，每个进出料条码扫码枪模块对应一个控制节点模块，所述多个控制节点模块均与数据服务器模块连接；所述进出料条码扫码枪模块，用于实时扫描加工机器进料口、出料口内原料上的条码并将扫描获取的条码信息上传至控制节点模块，所述控制节点模块用于接收进出料条码扫码枪模块上传的条码信息、并实时收集与其连接的加工机器的加工参数，生成时间戳，上传收集到的条码信息、加工机器的加工参数和生成的时间戳至数据服务器模块，所述数据服务器模块用于收集、存储各控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询。数据服务器模块与各控制节点模块的通信是并发且独立的，各个控制节点模块在同时通信时保证不相互干扰，数据服务器模块对控制节点模块上传数据没有顺序要求，能够根据上传数据的时间戳保证数据的有序可靠。
图1为含有单个加工机器的一种通用工业生产信息采集系统硬件连接框图，该加工机器对应的进料条码扫码枪和出料条码扫码枪分别对对应的进料口和出料口内原料上的条码进行扫描，上传至该加工机器对应的控制节点模块，该加工机器对应的控制节点模块实时收集该工机器的加工参数，生成时间戳，上传收集到的条码信息、加工机器的加工参数和生成的时间戳至数据服务器模块并通过该加工机器内的控制器对其进行节点控制，与该加工机器对应的控制节点模块相连的数据服务器模块收集、存储该控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询。
图2为含有多个加工机器的一种通用工业生产信息采集系统硬件连接框图，每个加工机器都有对应的进出料条码扫码枪模块和控制节点模块，进出料条码扫码枪模块实时扫描加工机器进料口、出料口内原料上的条码并上传至相应的控制节点模块，控制节点模块接收进出料条码扫码枪模块上传的条码信息、并实时收集与其连接的加工机器的加工参数，生成时间戳，上传收集到的条码信息、加工机器的加工参数和生成的时间戳至数据服务器模块以及进行节点控制，数据服务器模块再收集、存储各个控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询。
优选地，所述进出料条码扫码枪模块包括进料口条码扫码枪和出料口条码扫码枪，所述进料口条码扫码枪和出料口条码扫码枪分别固定于进料口处和出料口处，并同时与同一个控制节点模块连接，控制节点模块通过判断输入的条码信息来源于进料口条码扫码枪还是出料口条码扫码枪来判断条码信息属于进口物料或出口物料。
优选地，所述控制节点模块的控制器可采用PC架构计算机或嵌入式系统卡。
优选地，所述数据服务器模块基于本身保存的数据所生成的数据报表及查询功能可根据使用者的需要灵活定制。
优选地，所述控制节点模块具有节点控制的功能，能够控制与其连接的加工机器对加工参数的采集行为，并能够改变上传信息至数据服务器模块的频率。
实施例二：
本实施例提供了一种通用工业生产信息采集方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、在生产原料进入第一个加工节点前将贴附式条码直接贴于原料盒上，该条码唯一对应了该加工原料，称为原料的ID；
步骤二、在生产原料或半成品进入或离开每个加工节点时，进出料条码扫码枪模块自动扫描获取原料的ID，并实时上传至控制节点模块，控制节点模块接收并存储原料的ID信息；
步骤三、每当有生产原料或半成品进入某个加工节点时，该加工节点对应的控制节点模块获取加工机器当前的加工参数，并生成时间戳；
步骤四、每个控制节点模块以设定的频率上传收集到的机器加工参数、进出料编号和生成的时间戳至数据服务器模块，所述设定频率的范围为1秒/次至1小时/次；
步骤五、数据服务器模块接收并存储各个控制节点模块上传的数据，并在需要时提供信息报表查看以及原料来源查询、加工历史信息查询。
优选地，步骤一中，所述贴附式条码需要张贴至同一位置，以便于在步骤二中进出料条码扫码枪模块自动扫描条码。
优选地，步骤三中，所述控制节点模块可通过三种方式获取加工机器当前的加工参数：
A对于开放数据接口的加工机器，所述控制节点模块通过调用数据接口方式获取当前加工参数；
B对于不开放数据接口的加工机器，所述控制节点模块通过读取加工机器缓存文件方式获取当前加工参数；
C对于不开放数据接口且无法读取缓存文件的加工机器，所述控制节点模块通过控制摄像头拍摄加工机器屏幕将该图片所示的加工信息作为获取的加工参数。
优选地，步骤四中，所述控制节点模块向数据服务器模块上传数据的频率通过控制节点模块的输入设备进行设置。
优选地，步骤四中，所述控制节点模块向数据服务器模块上传数据由各个控制节点模块主动发起，完成数据上传任务之后即断开数据通信。
如图3的信息流走向图：控制节点模块接收进出料条码扫码枪模块上传的条码信息、并实时收集与其连接的加工机器的加工参数，生成时间戳，上传收集到的条码信息、加工机器的加工参数和生成的时间戳至数据服务器模块，数据服务器模块收集、存储各控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通用工业生产信息采集系统，其特征在于：包括多个进出料条码扫码枪模块、多个控制节点模块以及一个数据服务器模块，每个进出料条码扫码枪模块对应一个控制节点模块，所述多个控制节点模块均与数据服务器模块连接；所述进出料条码扫码枪模块，用于实时扫描加工机器进料口、出料口内原料上的条码并将扫描获取的条码信息上传至控制节点模块，所述控制节点模块用于接收进出料条码扫码枪模块上传的条码信息、并实时收集与其连接的加工机器的加工参数，生成时间戳，上传收集到的条码信息、加工机器的加工参数和生成的时间戳至数据服务器模块，所述数据服务器模块用于收集、存储各控制节点模块上传的信息，生成数据报表以及进行原料来源查询、加工历史信息查询，所述数据服务器模块与各控制节点模块的通信是并发且独立的，各个控制节点模块在同时通信时保证不相互干扰，数据服务器模块对控制节点模块上传数据没有顺序要求，能够根据上传数据的时间戳保证数据的有序可靠。
2.根据权利要求1所述的一种通用工业生产信息采集系统，其特征在于：所述进出料条码扫码枪模块包括进料口条码扫码枪和出料口条码扫码枪，所述进料口条码扫码枪和出料口条码扫码枪分别固定于进料口处和出料口处，并同时与同一个控制节点模块连接，控制节点模块通过判断输入的条码信息来源于进料口条码扫码枪还是出料口条码扫码枪来判断条码信息属于进口物料或出口物料。
3.根据权利要求1所述的一种通用工业生产信息采集系统，其特征在于：所述控制节点模块的控制器采用PC架构计算机或嵌入式系统卡。
4.根据权利要求1所述的一种通用工业生产信息采集系统，其特征在于：所述数据服务器模块基于本身保存的数据所生成的数据报表及查询功能可根据使用者的需要灵活定制。
5.根据权利要求1所述的一种通用工业生产信息采集系统，其特征在于：所述控制节点模块具有节点控制的功能，能够控制与其连接的加工机器对加工参数的采集行为，并能够改变上传信息至数据服务器模块的频率。
6.一种通用工业生产信息采集方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)在生产原料进入第一个加工节点前将贴附式条码直接贴于原料盒上，该条码唯一对应了该加工原料，称为原料的ID；
2)在生产原料或半成品进入或离开每个加工节点时，进出料条码扫码枪模块自动扫描获取原料的ID，并实时上传至控制节点模块，控制节点模块接收并存储原料的ID信息；
3)每当有生产原料或半成品进入某个加工节点时，该加工节点对应的控制节点模块获取加工机器当前的加工参数，并生成时间戳；
4)每个控制节点模块以设定的频率上传收集到的机器加工参数、进出料编号和生成的时间戳至数据服务器模块，所述设定频率的范围为1秒/次至1小时/次；
5)数据服务器模块接收并存储各个控制节点模块上传的数据，并在需要时提供信息报表查看以及原料来源查询、加工历史信息查询。
7.根据权利要求6所述的一种通用工业生产信息采集方法，其特征在于：步骤1)中，所述贴附式条码张贴至同一位置，以便于在步骤2)中进出料条码扫码枪模块自动扫描条码。
8.根据权利要求6所述的一种通用工业生产信息采集方法，其特征在于：步骤3)中，所述控制节点模块可通过三种方式获取加工机器当前的加工参数：
A对于开放数据接口的加工机器，所述控制节点模块通过调用数据接口方式获取当前加工参数；
B对于不开放数据接口的加工机器，所述控制节点模块通过读取加工机器缓存文件方式获取当前加工参数；
C对于不开放数据接口且无法读取缓存文件的加工机器，所述控制节点模块通过控制摄像头拍摄加工机器屏幕将该图片所示的加工信息作为获取的加工参数。
9.根据权利要求6所述的一种通用工业生产信息采集方法，其特征在于：步骤4)中，所述控制节点模块向数据服务器模块上传数据的频率通过控制节点模块的输入设备进行设置。
10.根据权利要求6所述的一种通用工业生产信息采集方法，其特征在于：步骤4)中，所述控制节点模块向数据服务器模块上传数据由各个控制节点模块主动发起，完成数据上传任务之后即断开数据通信。
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